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DE4414834A1 - On-board computer for car - Google Patents

On-board computer for car

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Publication number
DE4414834A1
DE4414834A1 DE19944414834 DE4414834A DE4414834A1 DE 4414834 A1 DE4414834 A1 DE 4414834A1 DE 19944414834 DE19944414834 DE 19944414834 DE 4414834 A DE4414834 A DE 4414834A DE 4414834 A1 DE4414834 A1 DE 4414834A1
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DE
Germany
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board computer
energy
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DE19944414834
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Hermann Dr Bottenbruch
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
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    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B60T2250/02—Vehicle mass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

A computer in a car uses sensors to help it calculate the energy flows. The sensors are for speed, weight, fuel available and/or the time variation of these. Stored data include wind resistance, roll resistance and gearbox resistance. The actual load is keyed in manually. The car weight is found from a sensor in the suspension system. Another sensor measures the vehicle height or inclination. The computed energy of the car is updated regularly by increments which depend on the change in potential energy and kinetic energy over the time interval, and also the energy of the fuel used in this interval.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bordcomputer für Kraftfahrzeuge.The invention relates to an on-board computer for motor vehicles.

Die heute in Kraftfahrzeuge eingebauten Bordcomputer stellen dem Insassen des Kraftfahrzeugs auf Abruf eine Vielzahl von Informationen zur Verfügung. So kann unter anderem der Kraftstoffverbrauch bezogen auf eine bestimmte Strecke sowie die noch mit dem im Tank verbliebenen Kraftstoff zurücklegbare Strecke in Abhängigkeit des momentanen Fahrstils vom Bordcomputer berechnet und angezeigt werden.The on-board computers installed in motor vehicles today the occupant of the motor vehicle on call a variety of Information available. Among other things, the Fuel consumption related to a certain route as well the fuel that can still be put in the tank Distance depending on the current driving style from On-board computer are calculated and displayed.

Alle heute Verwendung findenden Bordcomputer haben den gleichen Nachteil, daß z. B. die Werte über den Kraftstoffverbrauch bezogen auf eine bestimmte Strecke, sowie die noch mit dem im Tank verbliebenen Kraftstoff zurücklegbare Strecke in Abhängigkeit des momentanen Fahrstils vom Bordcomputer nur irreführend berechnet werden. Dies beruht auf der Tatsache, daß bei der Berechnung der Werte des Kraftstoffverbrauchs je Entfernungseinheit lediglich die momentane Geschwindigkeit und der momentane Kraftstoffverbrauch berücksichtigt werden. So zeigt ein heute üblicher Bordcomputer während des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeuges einen überhöhten Kraftstoffverbrauch an, was sich negativ auf das Fahrverhalten des Fahrers auswirkt.All on-board computers used today have the same Disadvantage that z. B. the values of fuel consumption related to a certain route, as well as the one with the Remaining fuel distance traveled in tank Dependence of the current driving style on the on-board computer only can be misleadingly calculated. This is due to the fact that when calculating the values of fuel consumption each Distance unit only the current speed and the current fuel consumption are taken into account. So shows an on-board computer common today during the Acceleration of the vehicle is excessive Fuel consumption, which negatively affects driving behavior of the driver.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug mit Bordcomputer so zu gestalten, daß dem Fahrer mit den vom Bordcomputer angezeigten Werten ein in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch richtigeres Bild vermittelt und dadurch ein sparsameres Fahrverhalten bzw. Fahren ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to provide a motor vehicle To design on-board computer so that the driver with the Values displayed in relation to the on-board computer Fuel consumption conveys a more correct picture and thereby a more economical driving behavior or driving is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Kraftfahrzeug mindestens ein Sensor (Meßwertgeber) angeordnet ist, aus dessen Signalen die im Kraftfahrzeug befindliche Energie und/oder die Änderung der Energie vom Bordcomputer berechenbar ist.This object is achieved in that in Motor vehicle arranged at least one sensor (sensor) is, from whose signals the one in the motor vehicle Energy and / or the change in energy from the on-board computer is predictable.

Ein derartiger Bordcomputer zeigt vorteilsmäßig die im System Kraftfahrzeug befindliche bzw. verbleibende Energie an. Gegenüber herkömmlichen Bordcomputern, die lediglich den Kraftstoffverbrauch anzeigen, zeigt der erfindungsgemäße Bordcomputer dem Fahrer zusätzliche, für ein ökonomisches und wirtschaftliches Fahren unabdingbare Parameter bzw. Daten an. Um ökonomisch und wirtschaftlich zu fahren beobachtet der Fahrer die Energieanzeige des Bordcomputers. So wird dem Fahrer während eines Bremsvorganges eine große Energieabnahme bzw. ein großer Energieverbrauch angezeigt, da die kinetische Energie des Fahrzeugs durch die Bremsen in für das Fahrzeug nicht mehr zu verwertende Wärmeenergie umgewandelt wird. Dagegen wird bei einem Beschleunigungsvorgang nur ein geringfügiger Energieverbrauch angezeigt, da die Verbrennungsenergie hauptsächlich in kinetische Energie umgewandelt wird.Such an on-board computer advantageously shows that in the system Motor vehicle located or remaining energy. Compared to conventional on-board computers that only the Show fuel consumption, shows the invention On-board computer for the driver, for an economical and economic driving indispensable parameters or data. To drive economically and economically, the Driver the energy display of the on-board computer. So is the driver a large decrease in energy or a during braking great energy consumption is shown because of the kinetic energy of the vehicle by the brakes in for the vehicle no longer heat energy to be converted is converted. In contrast, an acceleration process only a minor one Energy consumption displayed as the combustion energy is mainly converted into kinetic energy.

Ein herkömmlicher Bordcomputer, der nur den Kraftstoffverbrauch anzeigt, zeigt beim Beschleunigen einen erhöhten und beim Bremsen einen gleichbleibenden Energieverbrauch an. Durch einen herkömmlichen Bordcomputer wird dem Fahrer somit ein falscher Eindruck über die tatsächlichen physikalischen Vorgänge vermittelt, wodurch das Fahrverhalten des Fahrers negativ beeinflußt wird. Der erfindungsgemäße Bordcomputer veranlaßt dagegen den Fahrer möglichst wenig zu bremsen und nur maßvoll zu beschleunigen. A conventional on-board computer that only measures fuel consumption indicates increases when accelerating and when accelerating Braking a constant energy consumption. Through a conventional on-board computer is a wrong for the driver Impression of the actual physical processes mediates, making the driver's driving behavior negative being affected. The on-board computer according to the invention causes on the other hand, braking the driver as little as possible and only moderately to accelerate.  

Ebenfalls vorteilsmäßig ist es, wenn der oder die Sensoren die Geschwindigkeit, die Masse, den im Kraftfahrzeug befindlichen Kraftstoff und/oder die zeitliche Änderung dieser Größen messen und die fahrzeugrelevanten Daten, insbesondere Wind-, Roll- und/oder Getriebewiderstand im Bordcomputer gespeichert sind und bei der Berechnung der Energie bzw. Energieänderung berücksichtigt werden.It is also advantageous if the sensor or sensors Speed, the mass, the one in the motor vehicle Measure fuel and / or the change over time of these quantities and the vehicle-relevant data, especially wind, rolling and / or transmission resistance are stored in the on-board computer and when calculating the energy or energy change be taken into account.

Die Berücksichtigung dieser Werte ermöglicht vorteilsmäßig eine exakte Berechnung der Energie bzw. Energieänderung des Systems Kraftfahrzeug.Taking these values into account advantageously enables one exact calculation of the energy or energy change of the system Motor vehicle.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die momentane Nutzlast des Fahrzeugs in den Bordcomputer manuell eingebbar ist oder das Fahrzeug mindestens einen Sensor hat, insbesondere einen Kraftmesser, der an oder in der Radaufhängung angeordnet ist und die Masse des Kraftfahrzeuges mißt.It is also advantageous if the current payload of the Vehicle can be manually entered into the on-board computer or that Vehicle has at least one sensor, in particular one Force meter, which is arranged on or in the wheel suspension and measures the mass of the motor vehicle.

Durch Kenntnis der exakten Masse des Fahrzeugs wird die Berechnung der berücksichtigten Energien wesentlich exakter, wodurch die Berechnungen bestimmter Werte des Bordcomputers, z. B. die noch mit der Kraftstoffreserve maximal zurücklegbare Strecke bei gleichbleibendem Fahrverhalten, ebenfalls genauer werden.By knowing the exact mass of the vehicle, the Calculation of the energies considered is much more precise, whereby the calculations of certain values of the on-board computer, e.g. B. the maximum that can still be covered with the fuel reserve Route with the same driving behavior, also more precise become.

Um noch exaktere Energiewerte zu ermitteln bzw. zu berechnen, ist es vorteilsmäßig die Höhe des Fahrzeugs über normal Null (NN) mittels eines Höhenmessers oder Neigungswinkelmessers zu messen.In order to determine or calculate even more precise energy values, it is advantageously the height of the vehicle above normal zero (NN) using an altimeter or inclinometer measure up.

Durch die Berücksichtigung der Höhe über NN kann ebenfalls die potentielle Energie, die sich z. B. in einem Kraftfahrzeug befindet, wenn es auf einen Berg herauf- oder in ein Tal heruntergefahren ist oder sonst wie die absolute Höhenlage des Fahrzeugs sich gegenüber dem Ausgangspunkt verändert hat, in die Berechnung der Gesamtenergie des Systems eingehen. By considering the height above sea level, the potential energy, e.g. B. in a motor vehicle when it is up a mountain or in a valley is shut down or otherwise the absolute altitude of the Vehicle has changed from the starting point in calculate the total energy of the system.  

Die Berechnung der Energie bzw. Energieänderung erfolgt vorteilsmäßig in Zeitintervallen Δt, wobei die Zeitintervalle möglichst kurz gewählt werden sollen.The energy or energy change is calculated advantageously in time intervals Δt, the time intervals should be chosen as short as possible.

Die im Fahrzeug befindliche Energie E wird mittels der Formel Eneu(t+Δt) = Ealt(t) + ΔE berechnet, wobei ΔE die Energieänderung im Zeitintervall Δt ist, die sich aus den Änderungen der kinetischen und der potentiellen Energien, sowie der Energie des im Zeitintervall Δt verbrauchten Kraftstoffs berechnet.The energy E in the vehicle is calculated using the formula E new (t + Δt) = E old (t) + ΔE, where ΔE is the energy change in the time interval Δt that results from the changes in the kinetic and potential energies, as well as the Energy of the fuel consumed in the time interval Δt is calculated.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Ein Kraftfahrzeug mit Bordcomputer und Sensoren zur Aufnahme bestimmter Parameter, Fig. 1 shows a motor vehicle with onboard computer and sensors to include certain parameters,

Fig. 2 Ein Blockschaltbild, Fig. 2 is a block diagram,

Fig. 3 Eine Radaufhängung, bei der ein Sensor die am Stoßdämpfer auftretenden Kräfte mißt. Fig. 3 A wheel suspension in which a sensor measures the forces occurring on the shock absorber.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftfahrzeug hat einen Bordcomputer 1, der an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug angeordnet sein kann. Die Sensoren 3 bis 8, die im elektrischen Kontakt mit dem Bordcomputer sind, sind ebenfalls nicht dargestellt, da auch sie an beliebigen, jedoch zweckmäßigen Stellen im Kraftfahrzeug angeordnet sein können bzw. sollten.The motor vehicle shown in FIGS. 1 and 2 has an on-board computer 1 , which can be arranged anywhere in the vehicle. The sensors 3 to 8 , which are in electrical contact with the on-board computer, are also not shown, since they too can or should be arranged at any, but expedient, locations in the motor vehicle.

Die Sensoren messen zeitkontinuierlich oder auch zeitdiskret die Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte. Aus diesen Werten errechnet der Bordcomputer durch Integration die vom Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke s (t).The sensors measure continuously or discrete-time the speed and / or acceleration values. From these The on-board computer calculates the values by integrating those from Vehicle covered distance s (t).

In dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild ist ein Bordcomputer 1 mit einer elektronischen Anzeige 2 elektrisch verbunden, die dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die im Fahrzeug befindliche Energie bzw. deren Änderung grafisch oder mittels Zahlen anzeigt. Der Bordcomputer ist mit Sensoren 3 bis 8 und dem Motor, sowie dem Getriebe 9 elektrisch in Verbindung. Bei den Sensoren handelt es sich um Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Entfernungs-, Kraft-, Windgeschwindigkeits-, Höhen- oder Steigungsmesser zur Bestimmung des momentanen Steigungswinkels α(t) der Fahrbahn, sowie Sensoren zur Bestimmung des noch im Fahrzeug befindlichen Kraftstoffs und des momentanen Kraftstoffverbrauchs. Es können auch andere Sensoren Verwendung finden, mit deren Hilfe die zeitliche Ortsveränderung, der Ort des Fahrzeugs, die Fahrbahnbeschaffenheit oder die herrschenden Witterungsverhältnisse bestimmbar sind.In the block diagram shown in FIG. 2, an on-board computer 1 is electrically connected to an electronic display 2 , which shows the driver of the motor vehicle the energy in the vehicle or its change graphically or by means of numbers. The on-board computer is electrically connected to sensors 3 to 8 and the motor and the transmission 9 . The sensors are speed, acceleration, distance, force, wind speed, altimeter or inclinometers for determining the current gradient angle α (t) of the road, and sensors for determining the fuel still in the vehicle and the current fuel consumption. Other sensors can also be used, with the aid of which the change in location, the location of the vehicle, the road surface or the prevailing weather conditions can be determined.

In Fig. 3 ist eine Radaufhängung eines Fahrzeugs dargestellt. Der Kraftsensor mißt die von der Radaufhängung aufzubringenden Kraft F(t). Solche Kraftsensoren können an jeder Radaufhängung angeordnet sein. Der Bordcomputer berechnet dann aus den Signalen der Kraftsensoren die Masse des Fahrzeugs.In Fig. 3, a suspension is illustrated a vehicle. The force sensor measures the force F (t) to be applied by the wheel suspension. Such force sensors can be arranged on each wheel suspension. The on-board computer then calculates the mass of the vehicle from the signals from the force sensors.

Der Bordcomputer hat zusätzlich einen nicht dargestellten nicht-flüchtigen Speicher, in dem sämtliche Fahrzeugrelevanten Daten wie z. B. Wind-, Roll-, Getriebewiderstand, Leergewicht, etc. gespeichert sind.The on-board computer also has one, not shown non-volatile memory in which all vehicle-relevant Data such as B. Wind, rolling, gear resistance, unladen weight, etc. are saved.

Die vom Getriebe und Motor 9 und den Sensoren übermittelten Werte werden unter Berücksichtigung der im nicht-flüchtigen Speicher befindlichen Daten vom Bordcomputer ausgewertet. Der Bordcomputer berechnet dabei die kinetische Energie Ekin(t), die potentielle Energie Epot(t), sowie die noch in der Kraftstoffreserve befindliche Verbrennungsenergie Everb(t). Die Summe dieser Energien ergibt die Gesamtenergie Eges(t). Zusätzlich wird die momentane Änderung der im Fahrzeug befindlichen Gesamtenergie bestimmt und mittels der Anzeige 2 dem Fahrer angezeigt.The values transmitted by the transmission and motor 9 and the sensors are evaluated by the on-board computer taking into account the data in the non-volatile memory. The on-board computer calculates the kinetic energy E kin (t), the potential energy E pot (t) and the combustion energy E verb (t) that is still in the fuel reserve . The sum of these energies gives the total energy E tot (t). In addition, the current change in the total energy in the vehicle is determined and displayed to the driver by means of display 2 .

Claims (8)

1. Bordcomputer für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfahrzeug mindestens ein Sensor (Meßwertgeber) (3-8) angeordnet ist, aus dessen Signalen die im Kraftfahrzeug befindliche Energie und/oder deren Änderung vom Bordcomputer berechenbar ist.1. On-board computer for motor vehicles, characterized in that at least one sensor (sensor) ( 3-8 ) is arranged in the motor vehicle, from whose signals the energy in the motor vehicle and / or its change can be calculated by the on-board computer. 2. Bordcomputer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sensoren (3-8) die Geschwindigkeit, die Masse, den im Kraftfahrzeug befindlichen Kraftstoff und/oder die zeitliche Änderung dieser Größen messen.2. On-board computer according to claim 1, characterized in that the one or more sensors ( 3-8 ) measure the speed, the mass, the fuel in the motor vehicle and / or the change over time in these quantities. 3. Bordcomputer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugrelevante Daten, insbesondere Wind-, Roll- und/oder Getriebewiderstand im Bordcomputer gespeichert sind und bei der Berechnung der Energie bzw. Energieänderung berücksichtigt werden.3. on-board computer according to claim 1 and 2, characterized characterized that vehicle-relevant data, especially wind, rolling and / or gear resistance in On-board computer are stored and when calculating the Energy or energy change are taken into account. 4. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Nutzlast des Fahrzeugs in den Bordcomputer (1) manuell eingebbar ist. 4. On-board computer according to one of the preceding claims, characterized in that the current payload of the vehicle in the on-board computer ( 1 ) can be entered manually. 5. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug mindestens einen Sensor hat, insbesondere einen Kraftmesser, der an oder in der Radaufhängung angeordnet ist und die Masse des Kraftfahrzeuges mißt.5. on-board computer according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle has at least one sensor, in particular a dynamometer, which is arranged on or in the wheel suspension and the mass of the motor vehicle measures. 6. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Fahrzeugs über normal Null (NN) mittels eines Höhenmessers oder Neigungswinkelmessers meßbar ist.6. on-board computer according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the Vehicle above normal zero (NN) using an altimeter or Inclinometer is measurable. 7. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Energie bzw. Energieänderung in Zeitintervallen Δt erfolgt.7. on-board computer according to one of the preceding claims, characterized in that the Calculation of energy or energy change in time intervals Δt takes place. 8. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fahrzeug befindliche Energie E mittels der Formel Eneu(t+Δt) = Ealt(t) + ΔE berechenbar ist, wobei ΔE die Energieänderung im Zeitintervall Δt ist, die sich aus den Änderungen der kinetischen und der potentiellen Energien, sowie der Energie des im Zeitintervall Δt verbrauchten Kraftstoffs berechnet.8. On-board computer according to one of the preceding claims, characterized in that the energy E present in the vehicle can be calculated using the formula E new (t + Δt) = E old (t) + ΔE, ΔE being the energy change in the time interval Δt which is calculated from the changes in the kinetic and potential energies, as well as the energy of the fuel consumed in the time interval Δt.
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